数字滤波技术在射电天文测量中的应用

随着数字技术的发展，数字信号处理芯片的速度越来越快，这为高速数字滤波的实时实现提供了可能。简要阐述了数字滤波的原理，并对两种数字滤波的实现方法进行了分析；给出了数字滤波较模拟滤波的优势；介绍了数字滤波在射电天文测量中的各种应用。     

基于加速度传感器数据融合的隧道施工地面沉降监测技术研究

地面沉降的监测和控制一直是制约隧道施工安全的关键问题,目前地表沉降量一般利用水准仪等传统设备、通过人工定期测量获取,无法进行实时动态观测。随着无线传感器网络和微机电系统的高速发展,通过在地表布置无线传感器节点,即可对隧道施工引起的地面沉降进行实时监测。本文对处于盾构施工期的某隧道开展了基于加速度传感器数据融合的地面沉降监测技术研究。首先,在隧道上方和两侧布置了内嵌两套加速度传感器的节点盒,获取原始监测数据;然后,利用旋转矩阵求解其空间法向量,并通过投影得到地表节点在隧道轴向上的倾斜角;最终,通过集中式卡尔曼滤波对上述两类传感器的倾斜角进行融合估计,推导出传感器倾斜角随时间的变化情况。基于该方法,通过布置传感器节点监测网,即可估算隧道施工引起的地表绝对沉降量。     

高精度动态频率测量系统

本文介绍了一种高精度动态频率测量系统。它能以较高的采样频率，对一动态变化的频率进行自动测量，并将数据存盘。即使被测频率比较低，仍能取得很高的测量精度。     

基于地磁场的自主导航研究

研究了基于地磁场的自主导航,建立了以卫星轨道动力学方程为基础的系统状态方程,并详细推导了以地磁场大小和地磁场矢量为观测量时的观测方程.由于系统的非线性,传统的卡尔曼滤波无能为力,为了解决系统的非线性问题把常用来解决非线性问题的EKF引入到基于地磁场的自主导航系统中.最后用Matlab对基于地磁场的自主导航系统进行了仿真,仿真结果表明EKF有很好的收敛性和稳定性,以地磁场矢量为观测量的导航精度要远高于以地磁场大小为观测量的导航精度.     

卡尔曼滤波法在西峰雷达估测降水中的应用

应用卡尔曼滤波校准法,利用地面自动雨量计的降水量值,对庆阳市2007年7月和9月2次降水过程中的2个雨量较明显时段的雷达估测值进行了校准分析,并与雨量计测量的雨量值进行了误差比较分析。结果显示：混合降水过程的校准效果要优于均匀降水过程。校准后,混合降水过程的相对误差从166.4%下降到了7.6%,均匀降水过程的相对误差从284.3%下降到了56.9%。由此可以看出卡尔曼滤波校准法能有效消除雷达估测降水过程中的各种随机噪声,并能提高雷达定量估算区域降水量的精度,同时还较好地保留了雷达探测降水的精细结构。     

大连分县逐日滚动温度预报业务系统

应用T106数值预报产品的格点报资料,利用卡尔曼滤波方法的数值解释应用技术,研制出集资料采集、数据处理、方法计算、结果输出于一体的最高最低气温5d滚动分县预报自动化业务系统,并建立在MICAPS工作平台上,成为新的预报业务流程的一部分。     

卡尔曼滤波方法在风的短期预报中应用

应用卡尔曼滤波方法,结合Ｔ６３Ｌ１６数值预报产品,制作了东营市风的短期预报递推。经试用预报精度高于同期电视天气预报,结果令人满意。该方法制作简便,对季节变换和数值模式的变更适应性强,优于传统的统计方法,开拓了卡尔曼滤波方法及数值预报产品释用的前景。     

中国地区集合预报产品自适应递减平均偏差订正法的改进研究

基于中国地区T213集合预报产品2 m温度预报数据,采用卡尔曼滤波类型的自适应递减平均法进行偏差订正处理,原方案在剧烈降温天气订正效果表现不理想。通过对递减平均参数w的重新构建得到改进的订正方案w(i,p)(i为站点信息,p为天气过程信息),在此基础上进一步优化对历史信息的有效提取,得到改进的方案w(i,p)相似法和w(i,p)统计法,并进行效果检验。结果表明:改进为包含空间和天气过程信息的函数w(i,p)后方案的订正效果得到不同程度的提高,其中24 h剧烈降温预报各成员预报均方根误差平均减小了0. 15℃;而进一步改进的w(i,p)统计法在当前几种剧烈降温预报中订正效果最优,其集合平均偏差与w(i,p)方案相比减小2. 54℃。     

北江流域清城洪水水位短期预报方法

对北江流域面雨量分布特征与洪水组合特性进行了研究,用非线性曲线的数据拟合和卡尔曼滤波方法,建立了面雨量与洪水水位预报系统,为北江防汛部门提供准确的降水和河流水位预报。     

基于VIC模型与集合卡尔曼滤波的土壤水分同化研究

基于可变下渗能力水文模型(Variable Infiltration Capacity,VIC)和集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman Filter,EnKF)算法发展了一种土壤表层水分的数据同化方案,并在新疆维吾尔自治区的森林、高盖草和低盖草3种植被覆盖类型地区进行试验。在同化过程中,有强降水存在时,3种植被覆盖类型的同化值均比实际测量值高;降水较少时,高盖草和低盖草两种类型的同化值比实际测量值略低,而在森林地区,同化值比实际测量值略高。总体上,该同化方案得到的结果比VIC模拟得到的结果更接近于实际测量值,取得较好同化效果。